Toán 12 Tính chất tích phân dựa trên phép đổi biến

Sweetdream2202

Cựu Cố vấn Toán
Thành viên
24 Tháng mười 2018
1,616
1,346
216
24
TP Hồ Chí Minh
Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh
[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
Chắc suất Đại học top - Giữ chỗ ngay!!

ĐĂNG BÀI NGAY để cùng trao đổi với các thành viên siêu nhiệt tình & dễ thương trên diễn đàn.

1. cho tích phân [tex]I=\int_{a}^{b}f(x)dx[/tex]
khí đó, ta luôn có:
[tex]I=\int_{a}^{b}f(x)dx=\int_{a}^{b}f(a+b-x)dx[/tex]
* chứng minh: đặt [tex]t=a+b-x=>dt=-dx[/tex]
[tex]\left\{\begin{matrix} x=a=>t=b\\ x=b=>t=a \end{matrix}\right.[/tex]
do đó, [tex]I=\int_{a}^{b}f(x)dx=\int_{b}^{a}f(a+b-t).(-dt)=\int_{a}^{b}f(a+b-t)dt=\int_{a}^{b}f(a+b-x)dx[/tex]
ví dụ 1: cho hàm f(x) thỏa mãn [tex]f(x)+3f(1-x)=x(e^x-1)[/tex]. tính tích phân [tex]\int_{0}^{1}f(x)dx[/tex]
theo tính chất ở trên ta sẽ có: [tex]\int_{0}^{1}f(x)dx=\int_{0}^{1}f(1-x)dx[/tex].
lấy tích phân 2 vế, ta có: [tex]\int_{0}^{1}(f(x)+3f(1-x))dx=4\int_{0}^{1}f(x)dx=\int_{0}^{1}x(e^x-1)dx=\frac{1}{2}[/tex]
[tex]=>\int_{0}^{1}f(x)dx=\frac{1}{8}[/tex]
2. tích phân hàm chẵn, lẻ
* nếu f(x) là hàm chẵn trên đoạn [tex][-a;a][/tex], ta luôn có các tính chất sau:
- [tex]\int_{-a}^{0}f(x)dx=\int_{0}^{a}f(x)dx[/tex]
- [tex]\int_{-a}^{a}f(x)dx=2\int_{-a}^{0}f(x)dx=2\int_{0}^{a}f(x)dx[/tex]
- [tex]\int_{-a}^{a}\frac{f(x)}{b^x+1}dx=\frac{1}{2}\int_{-a}^{a}f(x)dx=\int_{-a}^{0}f(x)dx=\int_{0}^{a}f(x)dx[/tex]
* nếu f(x) là hàm lẻ trên đoạn [tex][-a;a][/tex], ta luôn có các tính chất sau:
- [tex]\int_{-a}^{0}f(x)dx=-\int_{0}^{a}f(x)dx[/tex]
- [tex]\int_{-a}^{a}f(x)dx=0[/tex]
3. tích phân hàm tuần hoàn
* nếu f(x) là hàm tuần hoàn chu kì T: [tex]f(x+T)=f(x)[/tex], ta luôn có các tính chất sau:
- [tex]\int_{0}^{T}f(x)dx=\int_{a}^{a+T}f(x)dx, \forall a\in \mathbb{R}[/tex]
[tex]\int_{0}^{nT}f(x)dx=n\int_{0}^{T}f(x)dx[/tex]
* chu kì tuần hoàn của 1 vài hàm thường gặp:
- [tex]cos(ax+b)[/tex] tuần hoàn với chu kì [tex]T=\frac{2\pi }{|a|}[/tex]
- [tex]tan(ax+b)[/tex] tuần hoàn với chu kì [tex]T=\frac{\pi }{|a|}[/tex]
ví dụ 2: tính tích phân [tex]I=\int_{0}^{\pi }\sqrt{1-cos2x}dx+\int_{0}^{2\pi }\sqrt{1-cos2x}dx+\int_{0}^{4\pi }\sqrt{1-cos2x}dx+...+\int_{0}^{2^{2018}\pi }\sqrt{1-cos2x}dx[/tex]
chu kì tuần hoàn của hàm [tex]f(x)=\sqrt{1-cos2x}[/tex] có chu kì tuần hoàn [tex]T=\pi[/tex]
áp dụng tính chất trên, ta có:
[tex]I=\int_{0}^{\pi }\sqrt{1-cos2x}dx+2\int_{0}^{\pi }\sqrt{1-cos2x}dx+4\int_{0}^{\pi }\sqrt{1-cos2x}dx+...+2^{2018}\int_{0}^{\pi }\sqrt{1-cos2x}dx=(1+2+4+...+2^{2018})\int_{0}^{\pi }\sqrt{1-cos2x}dx=(2^{2019}-1)\int_{0}^{\pi }\sqrt{1-cos2x}dx=(2^{2019}-1).2\sqrt{2}[/tex]
 
Top Bottom